第一章 原子结构与元素周期律 上课用.ppt

第一讲硅1B2C3B4C5A6A7C8 1 D 2 A 3 C 4 D 9 1 SiO2光导纤维 2 SiO2 2OH SiO32 H2O 3 Si 2OH H2O SiO32 2H2 4 SiO32 2H H2SiO3 10 1 A最外层均有4个电子 2 氢氟酸SiO2 4HF SiF4 2H2O 3 SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 高温条件 Na2SiO3 CO2 H2O Na2CO3 H2SiO3 ABC 4 50 11 1 b 2 让氢气排尽装置内的空气 避免空气中的成分对实验的影响该反应为放热反应 可利用自身放出的热量维持反应进行 3 Mg2Si 4HCl 2MgCl2 SiH4 SiH4 2O2 SiO2 2H2O 第二讲海水中元素1B2C3C4B5A6B7D8 1 山坡上 2 用蘸有稀碳酸钠溶液的湿毛巾捂住口鼻 3 用蘸有稀碳酸钠溶液 小苏打溶液或肥皂水的湿毛巾捂住口鼻 4 NaOH 5 NH3 H2O9 1 漂粉精比HClO Cl2 稳定 且便于贮存和运输2Ca OH 2 2Cl2 Ca ClO 2 CaCl2 2H2O 2 B 3 Ca ClO 2 2HCl CaCl2 2HClO复分解Ca ClO 2 4HCl 浓 CaCl2 2Cl2 2H2O氧化还原 10 1 平底烧瓶内气体的颜色变浅U形管A端水位上升 B端水位下降Cl2与氢氧化钠溶液反应 导致气体颜色变浅 同时平底烧瓶中气体压强减小 U形管A端水位上升 B端水位下降 2 氯水中含有次氯酸 次氯酸见光易分解 产生盐酸和氧气 又会有一部分氯气与水反应产生次氯酸 次氯酸见光再分解 产生盐酸和氧气 氯水中氯气分子减少 导致溶液颜色变浅将平底烧瓶盖上玻璃片 取出正放置在桌面上 移去玻璃片 将带火星的木条 插入平底烧瓶的瓶口 木条复燃11 答案 1 a 3 溶液变红色FeCl2 2Fe 3Cl2 2FeCl3 4 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 第一章原子结构与元素周期律 第1节原子结构 一 原子的结构 原子核 核外电子 质子 中子 原子 原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 元素种类 原子种类 元素的化学性质 质量数 A 质子数 Z 中子数 N 阳离子 核外电子总数 质子数 离子电荷数 阴离子 核外电子总数 质子数 离子电荷数 2 核素 具有一定数目的质子和一定数目中子的一种原子 1 元素 具有相同核电荷数 质子数 的同一类原子的总称 相同 不相同 二 元素 核素 同位素 几 3 同位素 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素 同位素特点 同位素在周期表里占据同一位置 同位素的化学性质几乎完全相同 物理性质有差异 在天然存在的某种元素里 不论是游离态还是化合态 各种同位素的原子个数百分比 丰度 一般为定值 4 同位素分为稳定同位素和放射性同位素 下列说法中错误的是 质子数相同的微粒一定属于同一种元素 质子数相同 电子数也相同的两种微粒 不可能是一种分子和一种离子 天然存在的同一元素格核素所占的原子百分数不变 同位素的性质相同 某种元素的相对原子质量取整数 就是其质量数 练习 设生成H2的物质的量为x 生成D2的物质的量为y x x x 2 y y 2 22 4L mol 33 6L n H2 n D2 0 75mol 0 25mol 3 1 x x 2 y y y 2 x 18g mol y 20g mol 18 5g x 0 75mol y 0 25mol 例1 电解水和重水的混合液 通电一段时间后 若两极共产生18 5g气体 其体积为33 6L 标准状况 试求生成的H2和D2的物质的量的比 1 原子核外电子运动的特征 运动微粒 电子 的质量很小 运动速度极高 运动范围 绝对空间 极小 无法描述电子运动的轨迹 2200km s 约为光速的1 9 11 10 31kg 只有质子质量的1 1836 n 10 10m 不能测定或计算它在某一时刻所在的位置 汽车0 03 炮弹2 00 人造卫星7 8 宇宙飞船11 2 三 核外电子的排布 2 原子核外电子排布方式 电子层数 n 电子的能量 电子离核远近 1 2 3 4 5 6 7 低 高 近 远 电子层符号 KLMNOPQ 3 原子核外电子的排布规律 三 核外电子的排布规律及表示方法 1 核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里 然后由里往外 依次排布在能量较高的电子层里 这就是能量最低原理 2 各电子层最多能容纳的电子数为2n2 3 最外层电子数不能超过8 当K层为最外层时不能超过2 4 次外层电子数不能超过18 倒数第三层电子数不能超过32 注意 以上四条规律是相互联系的 不能孤立地理解 原子结构示意图 氧原子的原子结构示意图为 要求 会画1 20号元素原子及离子结构示意图 某简单微粒的结构示意图为 且X Y均为不大于20的正整数 据此回答下列问题 1 若该微粒一般情况下不与其它元素的原子反应 这种微粒的符号是 2 若该微粒有很强的氧化性 且只需得到一个电子就能达到稳定结构 这种微粒为 3 若该微粒为原子 且对应的碱为可溶性强碱 则x y Ar Cl 11 1 练习 具10e 的物质 N3 O2 F 与Ne等电子 本周期阴离子下周期阳离子本周期非金属气态氢化物氢化物得 失H 后的离子 Na Mg2 Al3 N3 O2 F Na Mg2 Al3 CH4 NH3 H2O HF NH4 H3O OH CH4 NH3 H2O HF 具18e 的物质 S2 Cl 与Ar等电子 本周期阴离子下周期阳离子本周期非金属气态氢化物有机物 特殊物质氢化物得 失H 的离子 K Ca2 S2 Cl K Ca2 SiH4 PH3 H2S HCl O22 HS PH4 H2O2 C2H6 F2 N2H4等 SiH4 PH3 H2S HCl 练习 有下列微粒 16O 18O 12C 14C 40K 40Ca 35Cl2 37Cl2 回答以下问题 填序号 1 以上11种微粒共含有 种核素 属于 种元素 2 互为同位素的是 3 质量数相等的微粒是 4 形成的水分子共有 种 答案 1 116 1 原子质量 原子的实际质量 2 相对原子质量 以C 12原子质量的1 12作为标准 其他原子的质量跟它比较所得的值 3 元素的相对原子质量 即元素平均原子量 该元素各种天然同位素原子的相对原子质量乘以其丰度的加和 4 元素的近似相对原子质量该元素各种天然同位素原子的质量数乘以其丰度的加和 相对原子质量 课堂延伸 Cl元素相对原子质量 M1 a1 M2 a2 34 969 75 77 36 966 24 23 35 453 例 Cl元素相对原子质量的计算 Cl元素近似相对原子质量 A1 a1 A2 a2 35 75 77 37 24 23 35 485 1 设某元素的原子核内的质子数为m 中子数为n 则下述论断正确的是 A 不能由此确定该元素的相对原子质量B 这种元素的相对原子质量为 m n gC 碳原子质量为wg 此原子的质量为 m n wgD 核内中子的总质量小于质子的总质量 2 硼有两种天然同位素 10B和11B 近似原子量为10 8 求10B和11B在天然同位素中的原子个数比为 10B和11B的质量比 填大于 小于 等于1 4 A 1 4 小于 拓展练习 某元素x的同位素可形成三种双原子分子 其式量分别为158 160 162 其分子个数比为1 2 1 问 元素x有几种同位素 质量数分别是多少 计算各同位素的所占原子百分比 故 A B质量数分别为79和81 x有两种同位素 两同位素所占原子百分组成均为50 第一讲原子结构1B2D3C4A5D6D7C8 1 NH4 OH NH3 H2O H3O OH 2H2O 2 HFCH4Ne 任写2种 3 Na Mg2 Al3 任写2种 9 1 HONaSCl 2 3 略10 1 略 2 3 碱S2 H2OOH HS 11 1 NaCl 2 2H2O2 O2 2H2O 3 4 NaOH NaClO 或NaHS MnO2 2SO2 O22SO3 1869年门捷列夫在继承和分析了前人工作的基础上 对大量实验事实进行了订正 分析和概括 成功地对元素进行了科学分类 将化学性质相似的元素放在一个纵行制出了第一张元素周期表 揭示了化学元素的内在联系 使其构成一个完整的体系成为化学发展史上重要的里程碑之一 第2节元素周期律 元素周期表及其应用 一 元素周期律1 定义 元素的性质随原子序数的递增而呈现周期性变化的规律叫元素周期律 2 实质 元素性质随原子序数递增呈现出周期性变化 其本质原因是元素的原子核外电子排布周期性变化的必然结果 3 意义 元素周期律的发现是19世纪化学科学的重大成就之一 有力地推动了现代科学技术的发展 按照原子序数递增的顺序从左到右排列 将电子层数相同的元素排成一个横行 把最外层电子数相同的元素 个别例外 按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行 依据元素周期律 按照以下编排规则 得到一张表 123 456 7 短周期 长周期 种数2881818 1 周期 二 元素周期表 原子电子层数相同 原子序数递增 32 26 不完全周期 1 元素周期表的结构 1 7个周期 三个短周期 第1周期2种元素 第2周期8种元素 第3周期8种元素 第6周期32种元素 第5周期18种元素 第4周期18种元素 三个长周期 二 元素周期表 一个不完全周期 第七周期 应有32种元素 现有26种元素 周期序数 原子的电子层数 VIII 0族0 副族 IA主族 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB 第VIII族 7个 2 族 共分四种 用罗马数字表示序数 2 16个族 七个主族 由长周期和短周期元素组成 IA VIIA位于第1 2 13 14 15 16 17纵行 一个第 族 位于第8 9 10三个纵行 七个副族 仅由长周期元素组成 IB VIIB位于第11 12 3 4 5 6 7纵行 一个0族 稀有气体元素族 位于第18纵行 主族序数 原子最外层电子数 最高正价数 主族元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于8 氢除外 思路 熟悉每周期起始或 终点 元素的序数 2 1018365486118 88号元素 七周期 A族 116号元素 练习 某元素R的最高价氧化物化学式为R2On 则R元素的最高价氧化物对应水化物和R元素气态氢化物的化学式是 A HRO HRn 8B HRO1 n RHn 8C HRO RH8 nD HRO1 n RH8 n C 3 金属元素 非金属元素的分区 分界线左边是金属元素 分界线右边是非金属元素 最右一个纵行是稀有气体元素 见下图 1 B Al Si Ge As Sb Te 2 3 4 5 6 7 A A A A A A A 0 Po At 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强 非金属区 金属区 零族元素 金属元素金属性越强 单质的还原性越强 推断元素单质和化合物的性质的一般规律 离子的氧化性越弱 最高价氧化物的水化物的碱性越强 非金属元素非金属性越强 单质的氧化性越强 离子的还原性越弱 最高价氧化物的水化物酸性越强 气态氢化物稳定性越强 元素金属性 非金属性强弱如何判断 练习 能够说明元素A的非金属性比元素B的非金属性强的理由有 A 通常条件下 元素A的单质是气态 元素B的单质是固态B A B两元素的原子具有相同的电子层数 且原子半径A BC A的气态氢化物比B的气态氢化物分解温度高D A的最高价氧化物对应水化物酸性弱于B的最高价氧化物对应水化物酸性 BC 练习 下列叙述中能肯定A金属比B金属活泼性强的是 A A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少B A原子电子层数比B原子的电子层数多C 1molA从酸中置换出H 生成的H2比1molB从酸中置换出H 生成的H2多D 常温时 A能从水中置换出氢 而B不能 D 练习 某同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强 对应的最高价含氧酸的酸性就越强 他设计了如图装置以验证硫 碳 硅元素的非金属性强弱 该同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱 已知A是强酸 B是易溶于水的正盐 s 打开分液漏斗的活塞后 C溶液中可观察到有白色胶状沉淀生成 写出烧瓶和烧杯中发生反应的离子方程式 CO32 2H H2O CO2 SiO32 H2O CO2 H2SiO3 CO32 同主族 同周期元素性质递变规律 内容电子层数最外电子数最高正价原子半径离子半径原子得电子能力 氧化性 原子失电子能力 还原性 金属性非金属性最高价氧化物水化物酸碱性非金属气态氢化物稳定性 同主族 从上到下 同周期 从左到右 相同 等于周期序数 逐渐增加 1 8 1 7 阴阳离子半径均渐小 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐增强 碱性渐弱酸性渐强 逐渐减小 比较同周期元素单质及其化合物的性质金属性 NaMgAlSiPSCl非金属性 NaMgAlSiPSCl碱性 NaOHMg OH 2Al OH 3 酸性 H3AlO3H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4稳定性 SiH4PH3H2SHCl 氧化性 Na Mg2 Al3 还原性 P3 S2 Cl 同主族 同周期元素性质递变规律 内容电子层数最外电子数最高正价原子半径离子半径原子得电子能力 氧化性 原子失电子能力 还原性 金属性非金属性最高价氧化物水化物酸碱性非金属气态氢化物稳定性 同主族 从上到下 同周期 从左到右 逐渐增加 相同 等于周期序数 相同 等于族序数 逐渐增加 1 8 等于主族序数 1 7 阴阳离子半径均渐大 阴阳离子半径均渐小 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐增强 逐渐增强 逐渐增强 碱性渐弱酸性渐强 碱性渐强酸性渐弱 逐渐增大 逐渐减小 非金属性减弱 原子半径增大 F F2 I I2 氧化性减弱 熔点升高 F I 还原性增强 半径增大 HF HI 还原性增强 稳定性减弱 键长增大 键能减小 水溶液酸性增强 HClO4 HIO4 酸性减弱 比较同主族元素单质及其化合物的性质 金属性增强 原子半径增大 Li Cs 还原性增强 熔点降低 氧化性减弱 离子半径增大 LiOH 碱性增强 Li Li Cs Cs CsOH 比较同主族元素及其化合物的性质 微粒半径大小的比较 同周期元素的原子半径从左到右渐小 0族元素除外 同主族元素的原子或离子半径从上到下渐大 同种元素的微粒半径随电子数的增加而增大 核外电子排布相同的微粒半径随电荷数的增加而减小 Na Mg Al Si Li Na KF Cl Br O2 F Ne Na Mg2 Al3 Fe3 Fe2 FeH H H 例1 已知铍 Be 的原子序数为4 下列对铍及其化合物的叙述中 正确的是 A 铍的原子半径大于硼的原子半径 B 氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8 C 氢氧化铍的碱性比氢氧化钙弱 D 单质跟冷水反应生成氢气 AC 4Be和5B同是第二周期元素 从左到右 原子半径减小 铍原子最外层电子数为2 在化合物分子中只能形成两对共用电子对 其最外层电子数为4 4Be和20Ca都是 A元素 铍的金属性比钙弱 铍的金属性比镁弱 镁与冷水反应缓慢 与沸水才迅速反应 放出氢气 小结 构 位 性的关系 同主族 相似性递变性 周期数 原子电子层数主族数 原子最外层电子数 同周期 递变性 练习 在新研制的超导材料中 铊 Tl 是主要组成元素之一 已知铊为 A族原子序数最大的金属元素 则下列关于铊元素性质的推测 不正确的是 A 是银白色较软的金属B Tl OH 3与Al OH 3相似 也是两性氢氧化物C 可以形成氧化物Tl2O3D 与酸反应比铝剧烈 B 2 有X Y Z三种元素的原子序数依次增大 且位于同一周期 最外层电子数之和为10 它们的最高价氧化物的水化物之间 任意两种都能反应生成盐 M元素与上述三种元素位于相邻的周期 而M原子的最外层电子数是其内层电子数2倍 试写出 1 X Y Z M的元素符号 2 Y元素在周期表中位置 3 X Y Z的最高价氧化物的水化物之间 任意两种都能反应 试写出这三个化学反应的化学方程式 1 Na Al S C 2 第三周期 A族 3 Al OH 3 NaOH Na Al OH 4 2Al OH 3 3H2SO4 Al2 SO4 3 6H2O 例2 甲 乙是周期表中同一主族的两种元素 若甲的原子序数为x 则乙的原子序数不可能